新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程中的運(yùn)用研究

吳啟春

摘 要：在當(dāng)前背景下，機(jī)械設(shè)計(jì)原理與設(shè)計(jì)理論在我國(guó)汽車制造等多個(gè)產(chǎn)業(yè)中均表現(xiàn)出了良好的發(fā)展趨勢(shì)與應(yīng)用前景。尤其是在汽車工程方面，新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論的運(yùn)用效果更為突出，不僅可以有效提升汽車工程技術(shù)水平，優(yōu)化實(shí)際操作;同時(shí)也能夠充分應(yīng)用到汽車工程外觀設(shè)計(jì)、變速器研究、結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及模態(tài)分析等多個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，進(jìn)而有效促進(jìn)我國(guó)汽車工程的健康可持續(xù)發(fā)展，進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步。

關(guān)鍵詞：新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論;汽車工程;運(yùn)用

1 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究意義及方向

從我國(guó)汽車制造業(yè)發(fā)展歷史來看，機(jī)械是其中一個(gè)重要部分。而在人類社會(huì)的發(fā)展歷史中，機(jī)械化生產(chǎn)也是其中重要一環(huán)。現(xiàn)今人類社會(huì)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展呈現(xiàn)著穩(wěn)步上升的趨勢(shì)，而在這一背景下，社會(huì)對(duì)機(jī)械設(shè)備的需求量也在逐步上升。而機(jī)械設(shè)計(jì)的不斷進(jìn)步，解放了人們，使得其從原有繁重的工作及出行方式中解脫。而進(jìn)入21世紀(jì)后，機(jī)械設(shè)計(jì)理論也發(fā)生了較大的改變。

1.1 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論研究意義

從個(gè)人角度來看，汽車設(shè)計(jì)中應(yīng)用的機(jī)械設(shè)計(jì)制造理論的合理應(yīng)用可以為其帶來相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)收益，因此拉動(dòng)更多的制造廠投入資金、時(shí)間、精力，研制出更為科學(xué)先進(jìn)的設(shè)計(jì)，在滿足人類生活出行需要的同時(shí)，也期待獲得更大的效益。就目前來看，社會(huì)發(fā)展的內(nèi)生因素主要是科技的推動(dòng)，因此從某種程度來看，汽車制造廠的機(jī)械設(shè)計(jì)也可以對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)發(fā)展產(chǎn)生拉動(dòng)作用。可以說，兩者是互相拉動(dòng)互相促進(jìn)的作用。想要機(jī)械設(shè)計(jì)對(duì)接下來的經(jīng)濟(jì)發(fā)展還將產(chǎn)生積極作用，就需要保證機(jī)械設(shè)計(jì)可以與時(shí)代要求相呼應(yīng)，與人類需求相符合。因此，設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合新型設(shè)計(jì)理論，研究出更符合經(jīng)濟(jì)發(fā)展以及人們需要的產(chǎn)品，只有這樣才能滿足經(jīng)濟(jì)效益與實(shí)用性質(zhì)雙重要求。

1.2 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論發(fā)展方向

就目前來看，現(xiàn)今市場(chǎng)是呈現(xiàn)多元化趨勢(shì)，制造業(yè)市場(chǎng)也不例外，加上社會(huì)發(fā)展對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的要求越來越高，也越來越全面，造成機(jī)械設(shè)計(jì)理論必須努力迎合市場(chǎng)的需要，因此出現(xiàn)一系列重大的變化。簡(jiǎn)單說，我國(guó)新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論都是要符合實(shí)際的需求，要保證依據(jù)理論設(shè)計(jì)出來的產(chǎn)品在社會(huì)上有需求，要符合智能化、多樣性、效率高等特點(diǎn)。因此可以說，我國(guó)現(xiàn)今開展的機(jī)械設(shè)計(jì)工作已經(jīng)不是傳統(tǒng)意義上生產(chǎn)一個(gè)零部件那么簡(jiǎn)單了，而是要多方考慮，充分滿足社會(huì)大眾需要，通過滿足大眾需要，拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)獲得進(jìn)一步發(fā)展。另外，在設(shè)計(jì)外觀、設(shè)計(jì)時(shí)間以及使用壽命上也有了更高的要求。

2 汽車工程概述

在工業(yè)革命時(shí)期，第一輛汽車首次出現(xiàn)在人類歷史上。而在之后的歷史發(fā)展長(zhǎng)河中，汽車工業(yè)就迅速地發(fā)展了起來，并逐步成為人們生活與生產(chǎn)活動(dòng)中必不可少的一部分。與此同時(shí)，汽車還為人們的出行帶來了較大的便利性，加快了人們的生活節(jié)奏，進(jìn)一步推動(dòng)了人類文明的進(jìn)步與發(fā)展。在過去的幾十年里，雖然我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)也得到了快速的發(fā)展，但受科學(xué)技術(shù)水平的限制，我國(guó)仍需要進(jìn)一步加大對(duì)汽車工程的研究，以此來不斷優(yōu)化汽車的多項(xiàng)性能。而新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程研究中具有較高的運(yùn)用價(jià)值，可以進(jìn)一步推動(dòng)我國(guó)汽車工程的發(fā)展與進(jìn)步。

3 新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程中的運(yùn)用

3.1 在汽車工程噪聲和振動(dòng)上的應(yīng)用

汽車作為企業(yè)生產(chǎn)、商業(yè)運(yùn)行、人們出行等方面的重要交通工具，其零部件是否能夠安全、高效的運(yùn)轉(zhuǎn)不僅會(huì)直接影響到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全與安全出行，同時(shí)也與運(yùn)輸?shù)陌踩耘c高效性密切相關(guān)。因此，在汽車運(yùn)行過程中，一旦其某個(gè)零部件或者是其他設(shè)備出現(xiàn)了問題與故障，就會(huì)直接影響到汽車的安全駕駛性能。其中，噪聲與故障性振動(dòng)是一種較為普遍存在的現(xiàn)象。

針對(duì)這一問題，就要優(yōu)先解決汽車普遍存在的噪聲與振動(dòng)問題。在車輛運(yùn)行過程中，可以通過車輛的噪聲、振動(dòng)與聲振粗糙度來對(duì)汽車質(zhì)量進(jìn)行綜合性指標(biāo)的判斷。同時(shí)，該項(xiàng)指標(biāo)也是評(píng)價(jià)汽車舒適性的關(guān)鍵指標(biāo)之一，與汽車產(chǎn)品的市場(chǎng)形象息息相關(guān)。為此，要想有效減少噪聲與振動(dòng)情況的發(fā)生，就要防止輸入載荷頻率與結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率過度的接近，并應(yīng)用新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論中的頻率分布表來解決這一問題。在匹配振動(dòng)頻率的同時(shí)來減少與消除振動(dòng)過程中所產(chǎn)生的耦合現(xiàn)象，進(jìn)一步優(yōu)化汽車產(chǎn)品的振動(dòng)性能，進(jìn)而大大減少汽車運(yùn)行期間的振動(dòng)與噪聲。另外，技術(shù)人員該可以應(yīng)用NVH來客觀分析與事先獲取新開發(fā)車型的性能指標(biāo)，進(jìn)而進(jìn)一步優(yōu)化與完善設(shè)計(jì)與制造等多個(gè)環(huán)節(jié)。總之，不管是站在設(shè)計(jì)成本的角度，還是開發(fā)周期的角度，新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論均可以為新型車型的設(shè)計(jì)提供良好的基礎(chǔ)。

3.2 汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及模態(tài)分析、結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用

現(xiàn)今世界經(jīng)濟(jì)總體呈現(xiàn)向上發(fā)展的趨勢(shì)，在這一背景下，對(duì)現(xiàn)代汽車結(jié)構(gòu)、性能及行駛技術(shù)也有了更高的要求，它要求現(xiàn)代汽車滿足節(jié)能、舒適、安全、降低排放等要求。而在這一要求下，車身輕量化發(fā)展成為主要趨勢(shì)，車身輕量化要求對(duì)汽車框架及結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，在車身制造上要求采用高強(qiáng)度低密度材料，可以使用的材料有高強(qiáng)度板料等。而車身作為汽車的主體構(gòu)成，它本身必須有著足夠的強(qiáng)度，從而對(duì)整個(gè)汽車的使用壽命進(jìn)行保證，車身有著足夠剛度也可以是的汽車裝備及使用符合要求。在機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)以及檢測(cè)技術(shù)的使用過程中，機(jī)械有限元分析方法可以對(duì)車身的使用要求有效滿足，主要應(yīng)用在兩方面：一是在汽車設(shè)計(jì)中分析汽車的結(jié)構(gòu)件、主要機(jī)械零件所具有的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及剛度要求。二是在汽車結(jié)構(gòu)分析中充分利用有限元法對(duì)汽車各構(gòu)件開展模態(tài)分析。同時(shí)利用計(jì)算機(jī)可以對(duì)汽車各構(gòu)件所產(chǎn)生的振動(dòng)模態(tài)充分清晰觀察，這就讓結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)工作更為方便。因此，有限元分析法在汽車結(jié)構(gòu)應(yīng)用過程中起著有益作用，可以使得車身設(shè)計(jì)水平大幅度提高。

4 結(jié)束語

近些年來，隨著機(jī)械設(shè)計(jì)水平的不斷提高，我國(guó)汽車制造業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也越來越激烈。在這一背景下，汽車制造企業(yè)要想實(shí)現(xiàn)更好更快的發(fā)展，滿足廣大客戶群體對(duì)于汽車的多樣化需求，就要充分重視新型機(jī)械設(shè)計(jì)理論在汽車工程的應(yīng)用，以此來不斷提升汽車制造生產(chǎn)質(zhì)量，創(chuàng)新機(jī)械設(shè)計(jì)理念，進(jìn)一步拓展企業(yè)制造企業(yè)的發(fā)展空間。

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